Trumpf: Wege zur smart factory Fokus auf konkreten Bedarf und Nutzen

Redakteur: Konrad Mücke

Die Digitalisierung gilt als entscheidend, um künftig international wettbewerbsfähig fertigen zu können. Wie weit haben Schweizer Unternehmen bereits smart factory verwirklicht? Wir sprachen bei Trumpf Schweiz mit Martin Hartmann, verantwortlich für Digitalisierung, und Gregor Kern, Berater für smart factory.

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Martin Hartmann
Martin Hartmann
(Bild: SMM / Konrad Mücke)

SMM: Was bedeutet aus Ihrer Sicht smart factory?

Gregor Kern: Smart factory bedeutet aus meiner Sicht, dass eine Firma clever ist, dass sie sich clever organisiert. Das System smart factory muss der Firma und den Produkten individuell gerecht werden. Jedes Unternehmen ist individuell. Es gibt viele unterschiedliche Forderungen, welche Ziele man erreichen will. Beispielsweise geht es darum, die Vielfalt an Aufträgen zu bewältigen, also sehr flexibel zu arbeiten, dabei den Überblick zu behalten und den Aufwand an Organisation zu vereinfachen. Ein anderes Unternehmen möchte die Durchlaufzeiten verkürzen. Oder ein Unternehmen strebt nach durchgängigen und transparenten Prozessketten. Wiederum andere wollen einfach modern sein, bei der Zukunft und der Digitalisierung dabei sein. So müssen wir mit unseren Angeboten die unterschiedlichsten Ansätze berücksichtigen, um den Unternehmen individuell gerecht zu werden. Wir wollen jeweils für den Einzelfall beantworten, ob eine smart factory sinnvoll ist.

Welche Gründe veranlassten Trumpf Schweiz, intern das Prinzip einer smart factory zu verwirklichen?

Martin Hartmann: Für Trumpf Schweiz ist ein wesentlicher Grund, dass die Abläufe durch eine Smart factory deutlich einfacher steuerbar sind. Am Standort Grüsch arbeiten wir transparenter und können so die Liefertermine exakter vorhersagen. Durch die smart factory wirken wir den täglichen Herausforderungen entgegen und reduzieren für unsere Mitarbeiter die Komplexität. Kunden können wir viel stärker einbinden. Sie können sich jederzeit über den aktuellen Stand der Produktion ihrer Produkte informieren und unsere Produktion gewissermassen steuern. Zudem ermöglichen wir eine höhere Flexibilität durch Transparenz. Wir können auch mal einen drängenden Auftrag einschieben. Dazu gehört eben auch eine bessere Planbarkeit. Da greifen die Vorteile der smart factory ineinander. Für die weitere Zukunft sehen wir auch, dass wir mit der smart factory eine selbst lernende Produktion, eine sich selbst optimierende Struktur verwirklichen können. Das ist aber bislang eher eine Vision mit einem weiten Zeithorizont.

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Welche konkreten Konzepte gibt es bereits? Wie kann man die smart factory im Einzelfall verwirklichen?

G. Kern: Wichtigstes Mittel auf dem Weg zur smart factory ist sicher die ausführliche Beratung. Eine Software zu kaufen, zu installieren und zu meinen, man habe damit eine smart factory, führt aus unserer Sicht in die völlig falsche Richtung. Beratung ist das A und O. Das kann sehr tief greifend sein. Eventuell beginnen wir sogar bereits in der Konstruktion der produzierten Bauteile. Manchmal bringt das sehr viel. Kleine Verbesserungen am Produkt können dazu führen, dass sich die Fertigung und die interne Logistik wesentlich effizienter gestalten lassen. Und schon haben wir ein Stück weit die Idee der smart factory verwirklicht.

Mitunter erweist es sich als sinnvoll, zunächst die Führungs- und die Organisationsstrukturen zu analysieren und in einem Workshop Verbesserungen zu erarbeiten. Ich will es mal so ausdrücken: Wenn Chaos herrscht, kann auch eine smart factory nicht viel verbessern, es wird weiterhin Chaos bleiben. Anhand einer solchen Analyse werden meist erst die Gründe erkennbar, warum jemand eine smart factory verwirklichen möchte. Es muss klar werden, wohin die Reise gehen soll – zu mehr Transparenz, zu mehr Effizienz und zu mehr Flexibilität. Erst daraus können wir ein individuelles Konzept erarbeiten mit Vorschlägen zu Software, zur Vernetzung von Maschinen, zur Konfiguration einzelner Komponenten, zum Layout der Produktion sowie zum Verbinden der Fertigungs- mit der Leitebene. Dazu gehört auch, dass eventuell in unserer Software oder auch in einzelnen Bereichen beim Kunden, zum Beispiel in seinem ERP-System, etwas ganz spezifisch und individuell angepasst, also customized werden muss. Ziel muss allerdings stets sein, eine möglichst einfache und übersichtliche Lösung zu finden und zu installieren.

Wie hat sich Trumpf Schweiz intern auf den Weg zur smart factory begeben?

M. Hartmann: Für uns war die Treibfeder, transparenter und flexibler zu werden. Deshalb haben wir vorgesehen, ein anderes als das bisherige ERP-System zu nutzen. Wir wollen weg von der starr strukturierten Produktion mit festen Durchläufen und Zeiten hin zu wesentlich flexibleren, freier und kurzfristiger, dynamischer plan­baren Produktionsabläufen.

Was haben sie in Grüsch bereits konkret installiert?

M. Hartmann: Speziell in der Montage der Maschinen hier am Standort Grüsch gibt es sehr viele Einstellarbeiten. Diese haben wir weitgehend automatisiert. Sämtliche Daten zu den einzelnen Maschinen sind in der Software hinterlegt. Die Digitalisierung ermöglicht uns, diese Daten direkt zu übertragen und zu installieren. Das stabilisiert die Prozesse, vermeidet Fehler und entlastet die Fachkräfte. Zudem bekommen wir als Rückmeldung für jede Maschine einen digitalen Fussabdruck bei der ersten Inbetriebnahme. Das vereinfacht und beschleunigt spätere Analysen und Servicearbeiten, da wir einen Vergleich vorliegen haben. Zudem haben wir alle Montageschritte im ERP-System bezeichnet und gespeichert. Anhand der digitalen Rückmeldungen aus der Produktion können wir diese jederzeit verfolgen. Wir arbeiten also wesentlich transparenter. Das trägt dazu bei, die Prozesskette besser zu analysieren und optimieren zu können.

Welche Hemmnisse und Hürden gilt es zu überwinden beim Installieren der smart factory?

M. Hartmann: Zunächst schreckt die Prozessvielfalt ab. Häufig ist vor der Analyse gar nicht klar, welche grosse Anzahl an unterschiedlichen Prozessen tatsächlich in einer Produktion ablaufen. Hinzu kommt, dass es bereits für jeden Prozess irgendeine Lösung gibt. Vor allem betrifft das die gewachsene Struktur der IT-Landschaft. Man glaubt gar nicht, welche Vielfalt sich da im Laufe der Jahre herausgebildet hat. Das zu erkennen und sinnvoll zu ordnen, gehört sicher zu einer der Herausforderungen beim Einführen einer smart factory. Ein zusätzliches Hemmnis ist dann durch die Beharrlichkeit der betroffenen Fachkräfte gegeben. Meist wollen diese sich nicht von bekannten, gewohnten und eingespielten Abläufen trennen. Ein weiteres sehr wichtiges Kriterium ist die Sicherheit, die cyber security. Neben rechtlichen Vorgaben sind zahlreiche hinsichtlich der Hardware und der Software Forderungen zu erfüllen, die von den Unternehmen ganz unterschiedlich bewertet werden.

G. Kern: Bei unseren Kunden treffen wir häufig an, dass die eigentlich betroffenen Beschäftigten zu wenig informiert sind. Das führt dann zur Ablehnung. Da müssen wir, selbstverständlich gut koordiniert und gemeinsam mit der jeweiligen Führungsmannschaft, sehr viel Aufklärungsarbeit leisten. Meist bestehen völlig falsche Vorstellungen über das Wesen der Digitalisierung. In manchen Organisationen haben sich Mitarbeiter in einzelnen Bereichen durch individuelles Wissen eine Position geschaffen, die sie gefährdet sehen und nicht aufgeben wollen. Mitunter kennen aber auch die Führungskräfte eines Unternehmens nicht die tatsächlich gelebten Abläufe und Prozesse im Betrieb – dass zum Beispiel ein einzelner Mitarbeiter das Nadelöhr für den gesamten Durchlauf ist. Aus unserer Sicht liegen Hemmnisse auf dem Weg zur smart factory in vielen Unternehmen eher in solchen informellen Zusammenhängen, weniger in der Hardware oder in der Installation irgendwelcher Schnittstellen. Geht es um letzteres, werden oft eigentlich tiefer verankerte Probleme der internen Struktur und Organisation gewissermas­sen auf Nebenschauplätze geschoben.

Wie schätzen Sie das Verhältnis von Aufwand zu Nutzen einer smart factory ein? Konkret: Wie schnell kann sich die smart factory amortisieren?

M. Hartmann: Das ist tatsächlich schwierig zu beantworten. Es hängt von den jeweiligen Bedingungen ab. Wie gut war ein Unternehmen bereits vor der Digitalisierung organisiert? Wie effizient hat es bereits gearbeitet? Welche Teilbereiche waren eventuell schon weitreichend digitalisiert, somit transparent und effizient? Beginnt man ganz von vorn, geht man einen langen, aufwendigen Weg zur smart factory – aber die Erfolge werden schnell ganz deutlich sichtbar. Hat man zuvor schon sehr effizient gearbeitet, wird die smart factory zunächst nur minimale Verbesserungen bringen.

G. Kern: Wichtig und entscheidend aus unserer Sicht ist, dass jede Produktion deutlich an Qualität gewinnt. Das beginnt bei kürzeren Durchlaufzeiten, geht über die Transparenz und reicht bis zur wesentlich kleineren Fehlerquote. Im Fokus stehen vor allem Informationen über einzelne Prozesse, die jederzeit abrufbar sind. Mit ihnen kann man die Produktion optimieren. Beispielsweise kann die Kapazität einzelner Maschinen wesentlich besser genutzt werden, eine Investition in weitere Maschinen erübrigt sich. Die vor- und nachgelagerten Prozesse werden transparenter. Liegezeiten und damit gebundenes Kapital in Form von teilweise bearbeiteten Bauteilen lassen sich minimieren. Zudem kann die Information aus der smart factory dazu führen, dass man für den Kunden ein deutlich interessanteres und attraktiveres Produkt innerhalb kürzerer Zeit anbieten kann. Diese Fortschritte sind allerdings erst nach einigen Monaten in der Praxis messbar.

Was noch mehr zählt, ist aber die allgemeine Verbesserung des Umfelds. Die Beschäftigten erhalten attraktivere Arbeitsplätze. Speziell junge Leute haben ein grosses Interesse an einer fordernden, interessanten und modernen Arbeitsumgebung. Sie sind gewohnt, digital zu arbeiten. Sie kennen den Umgang mit Smartphone und APP. Will ein Produktionsbetrieb künftig engagierte Mitarbeiter finden, kommt er wahrscheinlich an einer smart factory nicht vorbei. Also geht es bei der Frage nach Aufwand und Nutzen auch um weiche Faktoren. Für viele Unternehmen wird zudem überlebensnotwendig sein, in kürzeren Zeitintervallen Produkte zu verbessern und neue Produkte auf den Markt zu bringen. Das gelingt künftig nur noch mit der Transparenz und der Flexibilität einer smart factory. Ohne sie ist der ganze Komplex eines Produktionsbetriebs für die künftigen Forderungen viel zu träge. Auch das ist ein eher weicher Faktor, den man nicht direkt in einer Kosten-Nutzen-Rechnung beziffern kann. Es geht aber letztlich um das Bestehen im Wettbewerb und die Zukunft des Unternehmens. Das gilt schon immer bei wesentlichen technischen Fortschritten und einem deutlichen technologischen Wandel. Wer sich verweigert oder verschläft, ist irgendwann raus aus dem Rennen.

Welche konkreten Prozesse und Verfahren kann Trumpf bei einem Blechverarbeiter in eine smart factory integrieren?

G. Kern: Grundsätzlich kann Trumpf mit seinem modularen System sämtliche Prozesse rund um ein Blechteil bis hin zur kompletten Fabrik in Form einer smart factory verwirklichen. Beginnend von der Konstruktion über das ERP-System bis zur Programmierung und Datenerfassung an jeder einzelnen Maschine ist alles integriert.

Allerdings entspricht das nicht unbedingt der Praxis. Nur sehr wenigen Unternehmen ist es vergönnt, auf der grünen Wiese eine komplette Produktion aufzubauen und auszurüsten. Deshalb installieren wir von Trumpf überwiegend Teilbereiche einer smart factory. Das hängt vom jeweils konkreten Bedarf ab. Wie bereits erläutert, steht ja zu Beginn irgendwelcher Investitionen immer die ausführliche Beratung mit einer Analyse der bereits vorhandenen Ausrüstung und Arbeitsweise. Abhängig von den jeweiligen Zielen und Erwartungen sowie vom Umfeld in der Produktion des Unternehmens schlagen wir die optimale Lösung vor. Die passenden Elemente lassen sich relativ einfach aus unserem modularen System auswählen. Das kann ein einfacher Monitor für eine Schneidmaschine sein, um Aufträge anzuzeigen und deren Abarbeitung zu erfassen. Das kann aber auch eine komplette Installation betreffen. Zu ihr gehört unser PPS-System TrueTops Fab mit integriertem CAD/CAM-System sowie die Anbindung an die Produktion vom Blechlager über Laserschneidmaschinen, Biegemaschinen und Schweissarbeitsplätze.

Sehr häufig steht die Datenerfassung im Mittelpunkt. Wir richten die Schnittstellen vom Blechlager und den Maschinen an das bestehende ERP-System ein. So verwirklicht der Anwender eine wesentlich bessere Transparenz und verfügt über deutlich mehr aussagekräftige Informationen. Als gelungenes Beispiel zeigen wir unsere digitale Fabrik in Ditzingen. Dort können Interessenten sehen, wie weit man die Digitalisierung vorantreiben kann und welche Effekte sich daraus ergeben. Für Kunden und Anwender fokussieren wir aber darauf, das jeweils individuell sinnvolle vorzuschlagen und zu verwirklichen. Nicht die smart factory um jeden Preis, sondern immer das jeweils Passende sehen wir als Ziel.

In welchen Bereichen gibt es zusätzlichen Bedarf auf dem Weg zur smart factory?

M. Hartmann: Es geht um das Auswerten der vielen, mit der Digitalisierung erfassten Daten. Man muss analysieren, welche Daten notwendig sind und wie man aus ihnen einen Nutzen ableiten kann. Geschätzt haben in dieser Hinsicht noch über 80 Prozent aller Unternehmen noch einige offene Fragen zu beantworten. Hinzu kommt die Unsicherheit in Bezug auf die Sicherheit und den Umgang mit Daten durch die Mitarbeiter. Welche Daten dürfen beispielsweise auf ein privates Smart­phone übertragen und dort angezeigt oder gar gespeichert werden? Man muss im Einzelnen konkrete Vorgaben machen, allgemein besteht hier noch eine Grauzone. Die Schwachstelle ist immer der Mensch. Wie können wir das Verhalten im Umgang mit Daten verbessern, wie kann man Menschen sensibel machen, Daten als vertraulich zu behandeln? Diese Fragen sind noch zu beantworten.

Grossen Nachholbedarf gibt es noch bei den vor- und nachgelagerten Prozessen, also vom Rohstoff über die Produktion bis zum Nutzen und zum Ende der Nutzungsdauer der Produkte beim Kunden. Da spielt das Internet-of-Things mit hinein. Bisher verfügen die Produkte nicht über eine durchgängige Digitalisierung, obwohl sehr viel vom Internet-of-Things IoT gesprochen wird.

G. Kern: Dies kann ich nur bestätigen. Uns fehlt noch die Konnektivität der internen Lösungen nach aussen. Die smart factory ist ja nur ein kleiner Ausschnitt auf dem Weg vom Rohstoff bis zum Rezyklieren oder zur Entsorgung. Die Zukunft muss aber bringen, dass wir komplette Lieferketten vollständig und durchgängig digitalisieren. Das erfordert sicher eine längere und umfassende Entwicklungsarbeit. Wir sehen aber in der Digitalisierung grosse Chancen. Bisher haben wir ja schon einen grossen Nutzen aus den bereits verwirklichten Formen der Digitalisierung. Dazu gehören das Smartphone, die Cloud, das Arbeiten übers Internet, beispielsweise im Home-Office. Wir sind nach unserer Einschätzung in der Schweiz allgemein auf einem guten Weg. Speziell viele kleinere Unternehmen in der Blechbranche sind allerdings nach wie vor gefordert, sich sehr viel intensiver mit der Digitalisierung und der smart factory zu befassen. Zunächst erfordert das sicher zusätzliche Arbeit und Durchhaltevermögen. Aber wir brauchen für die Zukunft mehr Begeisterung und klare Visionen.

Herr Kern, Herr Hartmann, vielen Dank für diese Informationen.

Das Interview führte unser Redaktor Konrad Mücke

Martin Hartmann ist Digital Office Manager und Head of Digitalization bei Trumpf Schweiz in Grüsch. Gregor Kern ist Berater für smart factory bei Trumpf Schweiz in Baar. SMM

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